Sơ đồ thay thế đầy đủ của một đoạn đường dây tải điện là sơ đồ hình 2. ̣ S1
̣ S1
Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế đoạn đường dây tải điện dài l
(km) tiết diện F (mm2)
Ba đại lượng cho quá trình truyền tải điện trên đường dây là Z, G và B đặc trưng.
Trong đó: Z - tổng trở của đoạn dây, là đại lượng phức: Z = R + jX
R – Điện trở đoạn đường dây:
ρ - điện trở suất của vật liệu làm dây
M dẫn điện, C làm tăng độ bền cơ.
ρA = 31,5 (Ωmm2/km), ρM = 18,8 (Ωmm2/km).
R tượng trưng cho tổn thất công suất tác dụng do phát nóng dây dẫn. X tượng trưng cho tổn thất công suất phản kháng do từ hoá dây dẫn.
Trong tính toán thực tế người ta lập sẵn các bảng tra ro (Ω/km) và xo(Ω/km) trong Phụ lục, khi đó tổng trở đoạn đường dây (km) là: Z = rol + jxol
Muốn tra xo, ngoài biết tiết diện dây cần biết cách treo dây trên xà để xác định khoảng cách trung bình hình học D giữa các dây.
Trong tính toán sơ bộ, có thể cho phép lấy xo = 0,4 (Ω/km)
Với cáp, nếu không có bảng tra, lấy gần đúng xo = 0,08 ÷ 0,1 (Ω/km).
G - Điện dẫn của đoạn đường dây, tượng trưng cho tổn thất công suất tác dụng do rò điện qua sứ, cột và do vầng quang điện. Vầng quang điện là hiện tượng khi là cường độ điện trường trên bề mặt dây dẫn đủ lớn làm ion hoá lớp không khí xung quanh tạo nên một vầng sáng xung quanh dây dẫn, mắt thườg có thể nhìn thấy được vào những đêm ẩm ướt cuối tháng tối trời, làm tổn hao công
suất.
Tổn thất do công suất tác dụng do vầng quang thực tế chỉ xảy ra ở đường dây trên không điện áp >220kV.
B – Dung dẫn của đoạn đường dây. Khi dây dẫn tải điện, giữa các dây đặt gần nhau và giữa dây với đất hình thành những bản cực, kết quả là tạo ra một công suất phản kháng Qc phóng lên đường dây. Với đường dây cao áp (110, 220KV) nhiều khi hiện tượng này có lợi vì nó bù lại lượng công suất Q tổn thất trên điện kháng X của đường dây, nhưng lại rất nguy hiểm ở những đường dây siêu cao đặc biệt khi không tải và non tải, làm cho điện áp cuối đường dây tăng cao vượt quá trị số cho phép.
B = bo.l
với: bo là dung dẫn trên 1km đường dây; l là chiều dài đường dây.
Lượng Qc do đường dây sinh ra tỉ lệ với bình phương điện áp tải điện,với điện áp đường dây U ≤ 35 (kV) lượng Qc này nhỏ, có thể bỏ qua.
Cũng vì điện áp trung và hạ áp tổn thất vầng quang và rò điện rất nhỏ, người ta cho phép bỏ qua đại lượng G trên sơ đồ thay thế.
Tổng dẫn đường dây:
chỉ bao gồm tổng trở các đoạn đường dây.
̣ ̣ S1 S2
̣ ̣ S1 S2
Hình 4.2. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế đường dây trung áp hạ áp 4.1.2. Sơ đồ thay thế máy biến áp:
Máy biến áp là thiết bị điện làm nhiệm vụ biến đổi điện áp và truyền tải công suất.
̣ S0
a) b)
Hình 4.3. Sơ đồ thay thế máy biến áp hai cuộn dây a. Sơ đồ thay thế chính xác b. Sơ đồ thay thế gần đúng
Máy biến áp làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện từ, gồm 3 bộ phận chính là cuộn dây 1, cuộn dây 2 và lõi thép non có độ dẫn từ cao. Để đặc trưng cho các đại lượng tổn thất trên 3 phần tử đó trong quá trình tải điện người ta dùng sơ đồ thay thế hình T với 3 phần đại lượng Z1, Z2, Zo. Sơ đồ này tính toán khó. Người ta thường sử dụng sơ đồ thay thế gần đúng hình Γ.
Tổng trở MBA: ZB = RB + jXB
Trong đó: RB - điện trở hai cuộn dây, tượng trưng cho tổn thất công suất tác dụng do phát nóng 2 cuộn dây.
XB - điện kháng hai cuộn dây, tượng trưng cho tổn thất công suất phản kháng do từ hoá hai cuộn dây.
Với máy biến áp nhà chế tạo cho 4 thông số sau: ∆Po (W, kW) - tổn hao không tải.
∆PN (W, kW) - tổn hao ngắn mạch, đó chính là tổn hao định mức trong 2 cuộn dây.
UN(%) - điện áp ngắn mạch (%)
Từ 4 thông số này ta có thể xác định được các đại lượng trên sơ đồ thay thế máy biến áp.
Trong công thức này:
UdmB(kV) - điệnáp định mức của biến áp. Nếu tính ZB về phía cao áp thì lấy UdmB ở phía cao, nếu tính ZB về phía hạ thì lấy UdmB ở phía hạ.
SdmB – công suất định mức của MBA UN(%) – nhà chế tạo
∆So - tổn thất công suất trong lõi thép còn gọi là tổn thất không tải và không phụ thuộc vào trị số của công suất tải qua biến áp. Trị số ∆So không đổi trong suốt tời gian đóng máy vào lưới điện.
∆So = ∆Po + j∆Qo
Trong đó: ∆Po – nhà chế tạo cho, tượng trưng cho tổn thất công suất tác dụng do phát nóng lõi thép.
∆Qo - tổn thất công suất phản kháng do từ hoá lõi thép, xác định theo công thức:
Nếu hai máy biến áp làm việc song song:
và